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1、物性估算模型,汤吉海 2006年8月,ASPEN PLUS入门,第三章 ASPEN PLUS的物性数据库及其应用,3.1 基础物性数据库 3.2 物性预测模型 3.3 物性估算系统 3.4 实验数据处理系统（模型参数回归）,3.1 基础物性数据库,ASPEN PLUS物性数据库的数据包括离子种类、二元交互参数、离子反应所需数据等。共含5000个纯组分、40000个二元交互参数、5000个二元混合物及与250000多个混合物实验数据的DETHERM数据库接口和与In-house（内部）数据库接口。 系统数据库 用户数据库,PURE11 数据库,包括多于1727个组分（大多数为有机物）的参数，这是
2、ASPEN PLUS纯组分参数的主要数据源。 （1）与状态无关的固有属性，如分子量、临界参数、偏心因子等； （2）标准状态下一定相态的属性，如25时的标准生成热、标准燃烧热、标准生成自由能等； （3）一定状态下的属性，如各温度下的热容、饱和蒸汽压、粘度等，通常以一定的方程形式关联，将方程参数作为基础物性数据。 （4）其他专用模型参数，如UNIFAC模型的官能团信息。,固有性质,标准态下的物性,关联式参数,功能团参数,3.2 ASPEN PLUS的物性方法和模型,热力学平衡计算模型的状态方程法,1、IDEAL理想状态性质方法 2、用于石油混合物的性质方法：BK10、CHAO-SEA、GRAYSO
3、N 3、针对石油调整的状态方程性质方法：PENG-ROB、RK-SOAVE 4、用于高压烃应用的状态方程性质方法：BWR-LS、LK-PLOCK、PR-BM、RKS-BM 5、灵活的和预测性的状态方程性质方法：PRMHV2、PRWS、PSRK、RK-ASPEN、RKSMHV2、RKSWS、SR-POLAR,计算高温、高压、接近临界点混合物及在高压下的液-液分离的体系。（如乙二醇气体干燥、甲醇脱硫及超临界萃取）,处理高温、高压以及接近临界点的体系（如气体管线传输或超临界抽提）,用于气体加工、炼油及化工应用。（如气体加工装置、原油塔及乙烯装置）,用于炼油应用,它能用于原油塔、减压塔和乙烯装置的部分
4、工艺过程,用于气相和液相处于理想状态的体系（如减压体系、低压下的同分异构体系）,液体活度系数性质方法,NRTL UNIFAC UNIQUAC VAN LAAR WILSON,理想气体定律 Redlich-Kwong Redlich-Kwong-Soave Nothnagel Hayden-O Connell HF状态方程,液体活度系数模型,汽相状态方程,活度系数模型与状态方程方法的比较,活度系数方法是描述低压下高度非理想液体混合物的最好方法。你必须由经验数据（例如相平衡数据）估计或获得二元参数。 状态方程可以在一个很宽的温度和压力范围应用，包括亚临界和超临界范围。对于理想或微非理想的系统，汽液
5、两相的热力学性质能用最少的组分数据计算状态方程，适用于模拟带有诸如CO2、N2、H2S这样轻气体的烃类系统。 活度系数方法只能用在低压系统（10atm以下），对于在低压下含有可溶气体并且其浓度很小的系统，使用亨利定律。对于在高压下的非理想化学系统，用灵活的、具有预测功能的状态方程。,3.3 物性数据集,路线,模型,3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用,1、ASPEN PLUS的物性分析功能 例3-1：采用ASPEN PLUS的理想气体方法（Ideal Gas Method）查找水在1 atm和100500范围内的摩尔体积和压缩因子。 例3-2：采用ASPEN PLUS分别计算在25、3
6、5和45下不同质量浓度甲醇水溶液（甲醇含量从0100%范围内变化）的密度，热力学计算方法选择NRTL模型。,3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用,2、ASPEN PLUS的参数估值与数据回归 例3-3： 使用Gillespie釜测定了1 atm下乙醇-水混合物的T-x-y数据如表所示，现采用ASPEN PLUS回归UNIQUAC模型参数。,3.4 ASPEN PLUS物性数据库的应用,3、ASPEN PLUS的物性估算 噻唑（C3H3NS，Thiazole）不是ASPEN PLUS组分数据库中化合物组分，现已知该化合物的分子结构式为：，分子量为85，正常沸点为116.8，气相压力关联式为： ， 的单位是mmHg，T的单位为，适用范围是69T118。计算噻唑的焓和密度需要下表所示的数据，采用ASPEN PLUS的“Property Estimation”功能估算这些性质。,